多介质过滤器直流混凝工艺的调试与问题分析

多介质过滤器直流混凝工艺的调试与问题分析

王奇冯威韦丽秋

（山东电力建设第三工程公司山东青岛266100）

摘要：水处理系统调试过程中，通过在多介质过滤器入口投加PAC，将产水SDI控制在4以下。但是在投加PAC后对下游反渗透设备造成了污染。经过对PAC投加量的调整优化，确定了在PAC的投加量为1.5ppm，在保证多介质过滤器投运时产水SDI迅速合格的同时，又能避免对下游反渗透设备造成污染。

关键词：多介质过滤器直流混凝SDI反渗透调试

1.可能性原因分析

取原水水质检测与设计水质对比，原水水质符合设计水质；过滤器内部检查，结果显示内部无烟煤及石英砂符合标准，并且未发生乱层现象。

先后采取措施，将原水箱排空人工对原水箱内部进行了清理，防止由于当地气温高微生物滋生造成SDI不合格；对多介质过滤器进行大流量的反洗，避免过滤器自身的清洁度对SDI的影响；将两台过滤器串联运行，进行多重过滤。经过调整发现，过滤器产水SDI未发生明显降低。

4月14日及4月15日在多介质过滤器入口处取水样，通过小型絮凝试验，取水样500ml，实验室天平精确到0.1mg，加入PAC：48.8mg/L，PAM：19mg/L，此时发现水中有较多的絮状物，判断原水中存在的微小硅胶体是造成过滤器产水SDI不合格的主要原因。

2.过滤器入口投加PAC试验

在过滤设备进水管道上添加混凝剂，在管内形成絮凝体，完成混凝过程，进入后续过滤设备，此过程即为直流混凝。

利用现有的设备，对现场的加药管道进行改造，采用在多介质过滤器入口添加PAC，通过调整不同的PAC的投加量，对过滤器产水SDI及其周期制水量之间的影响。

结论：经过试验，当PAC的投加量在4.5ppm时，相比加药量3.75ppm效果略好。从设备投运至产水合格所需时间约20min，且在合格产水周期内SDI较稳定，因此将多介质过滤器入口PAC的投加量暂定为4.5ppm，可根据过滤器产水SDI及周期制水量，允许小范围的调整。

经过对PAC投加量的试验，多介质过滤器的产水SDI已降至4以下，并能够维持较长的合格运行周期。

3.PAC投加后一级反渗透产水量下降

自5月31日将PAC的投加量调整完后，系统一直在PAC投加量4.5ppm下运行。多介质过滤器产水SDI均维持在在2～4之间，产水浊度在线仪表显示在0.03～0.05NTU。当多介质过滤器产水SDI升至4以上时即进行反洗，反洗后过滤器即可回复性能，过滤器的周期制水量为1000～1200m³。

在多介质过滤器入口开始投加PAC后，发现一级反渗透的产水量在高压泵维持相同频率时逐渐下降。在维持相同产水量时，一级反渗透的入口压力由初始的7.6bar升至12.5bar，段间压差由0.6bar下降至0.2～0.3bar。由于正值项目用水高峰期，设备一直维持运行。截止到8月3日，A、B侧反渗透入口压力均维持在12.5bar运行，一级反渗透A侧产水量降至8m³/h，B侧降至10m³/h。反渗透一段产水电导25～35μs/cm，二段产水电导500～600μs/cm。

8月12日，准备对一级反渗透A侧进行化学清洗，由于阿曼当地化学药品采购周期较长，因此仅采用氢氧化钠与盐酸对反渗透进行清洗。反渗透的一段及二段分别经过低流速清洗→浸泡→高流速清洗，先碱洗后酸洗的方式进行清洗。

在采用氢氧化钠及盐酸清洗期间，每30min检测一次溶液的PH值，与清洗液初始PH值相比变化不大，并且清洗溶液颜色澄清，无明显悬浮物。

一级反渗透A侧化学清洗结束后，重新调试投运。在将高压泵频率、入口压力及回收率调整至初始参数时，一级反渗透的产水量、入口压力及段间压差均有非常明显的恢复，其产水量由初始的32.5m³/h，恢复至30.5m³/h。

一级反渗透B侧，采用相同的方式进行了清洗。化学清洗结束后重新调试投运。将高压泵频率、入口压力及回收率调整至初始参数时，其产水量、入口压差及段间压差均恢复至初始值，产水量恢复至额定的32.5m³/h。

化学清洗后一级B侧较A侧恢复较好，原因分析应是在系统调试初期多介质过滤器产水SDI不合格时，采用A侧进行产水的时间长于B侧，因此，较多的悬浮物及胶体沉积在反渗透膜上，部分沉积物仅通过氢氧化钠与盐酸并不能被充分清洗干净。

随着反渗透设备的投入运行，发现在投运12h内，一级反渗透A、B的产水量均有明显的不同程度的下降。9月3日将一级反渗透A侧二段打开，发现二段反渗透膜的进水侧有白色沙质沉积物，并将多介质入口PAC投加过量作为问题的主要解决方向

4.过滤器入口PAC投加量的优化调整

4.1将絮凝剂投加量调整至3.3ppm，观查设备运行情况。

截止9月10日，为维持额定产水量，RO运行时入口压力持续上调，多介质过滤器产水SDI合格，周期制水量无明显变化。

9月11日，采用PH=12碱液对一级B侧RO进行清洗，9月12日采用PH=2酸液对一级A侧RO进行清洗。化学清洗结束，一级反渗透A、B侧正常投运后，将入口压力调整至初始值，A和B侧额定产水流量均有较好的恢复。随着设备运行，在不调整一级反渗透入口压力的情况下，短时间内产水流量均有明显下降。

4.29月15日，将絮凝剂投加量调整至2.3ppm。检测多介质过滤器的产水SDI合格，无明显变化。

9月16日，用PH=2酸液清洗B侧RO，产水流量恢复，但是RO产水流量仍然继续下降，二段产水电导率上涨明显，大约每天上涨20%，最高升至550μs/cm。

4.39月18日，将絮凝剂投加量调整至2.0ppm，检测多介质过滤器产水SDI=2.9，产水合格。

4.49月19日，10:00停止絮凝剂的投加，15:00测过滤器产水SDI=1.5，24:00检测SDI=1.1，一级反渗透的产水流量和产水电导率无明显变化，趋于稳定。

9月20日，08:00检测多介质过滤器产水SDI=1.0；10:00时SDI=4.2，观察SDI膜片发黄；14:30检测SDI=3.7。

对多介质过滤器进行反洗，反洗结束后正常投运，絮凝剂停止投加，发现过滤器的产水SDI不能降至4以下。

4.59月21日，将絮凝剂投加量调整至1.5ppm。随着多介质过滤器及一级反渗透一个月的运行，其多介质过滤器产水SDI在保证合格的情况下，一级反渗透的产水量未明显降低，二段产水电导未再持续升高。因此将PAC的投加量最终定为1.5ppm。

结果分析：通过对一级反渗透的化学清洗，酸、碱溶液对清洗后产水量的恢复均有明显的效果；逐渐减少絮凝剂的投加量，一级反渗透产水量的衰减也有减缓的趋势。因此，可判断在多介质过滤器入口添加的絮凝剂，有部分未被过滤掉，透过床体进入下游到一级反渗透。随着设备的运行，反渗透膜被堵塞，反渗透的产水量下降，而反渗透二段膜被严重堵塞，造成产水电导超高。

5.结论

在多介质过滤器前投加PAC作为絮凝剂，PAC水解后会与微小的胶体和颗粒结合，聚集成大团絮凝体,因此可被填料介质截留住。此种凝絮在使多介质过滤器的孔径指标降低时，依然能发挥出色的过滤效果。当絮凝剂投加过量少许时，絮凝剂过量部分的絮凝体之间会发生自凝聚，生成更大颗粒，可更容易被过滤过程截留住。但应注意的是,如果絮凝剂投加过量,非常大可能性絮凝体将透过过滤器，进入到后续设备沉积在反渗透膜表面，从而污染反渗透膜元件。

5.1多介质过滤器前，采用管道直流混凝方式投加PAC的控制难点：

在实验室进行絮凝试验时，当形成肉眼可见的矾花时，所添加的PAC量均远大于实际运行中的添加量。而实际过程中，投加少量的PAC形成的是微絮凝作用，然后再利用多介质过滤器填料的过滤作用将其中的微小絮凝体去除。因此利用模拟实验得到的絮凝剂投加量仅供参考。

在多介质过滤器前通过直流混凝投加PAC，过量投加PAC对下游反渗透设备的影响，并不能够迅速的体现。当发现下游反渗透产水量降低及二段产水电导率升高时，反渗透膜已经被污染了。

在多介质过滤器前通过直流混凝投加PAC的初期，先采用2～4ppm投加量运行，运行几个产水周期后（此周期会因为内部填料的差异，而不同，因此不太容易确定），可适量的减少PAC的投加量，并加强对过滤器产水SDI的检测，防止不合格水进入下游反渗透设备。如果过滤器产水SDI合格并且稳定，可适量降低PAC的投加量，达到既能保证过滤器在投运时产水SDI快速合格，具备合理的产水周期，而且又能保证不会对下游反渗透设备产生污染的平衡。

介于此调节过程在时间上的不确定性，会延长整个系统的调试周期。

5.2多介质过滤器调试的注意事项

调试前要求安装单位将上游的水箱内部清理打扫干净，有条件的话利用清水进行冲洗；安装单位对管道及罐体打压时，采用清洁水源，并对管道进行冲洗，以防管道安装过程中内壁沉积的大量灰尘在进水后沉积，提高系统管道内部清洁度。

多介质过滤器在调试初期缓慢的调整反洗流量，进行大流量反洗，将过滤器内部填料上的灰尘及杂物冲洗干净，提高过滤器自身的清洁度。

在多介质过滤器设计有原水预处理的情况下，应对预处理加强监督。随着原水水质和处理水量的变化及时调整药品投加量，以提高预处理产水质量，从而降低由于原水预处理效果差，造成后续设备产水不合格的可能性。

参考文献：

［1］吉卫电厂补给水反渗透系统的优化运行与清洗[J]-清洗世界，2010,26(3):28-35

［2］丁恒如工业用水处理工程[M]北京：清华大学出版社，2005.365

【作者简介】王奇：青岛华丰伟业电力科技工程有限公司从事化学调试工作；冯威：青岛华丰伟业电力科技工程有限公司阿曼二期项目经理。